热效应下P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动研究

基于热效应下弹性波的传播理论,通过建立P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地模型,研究了该场地下地震地面运动的问题.采用Helmholtz分解原理,结合边界条件,对热效应作用下场地中的波场进行分析,得到平面P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动的解析解答.通过数值模拟,分析了热传导系数、饱和度、地下水水位等物理力学参数对场地地震地面运动的影响规律.研究结果表明:在考虑热效应和等温条件两种模型时,场地位移放大系数表现出显著的差异.特别地,在等温条件下位移放大系数普遍大于考虑热效应时的值;水平位移放大系数的变化趋势与热膨胀系数及热通量相位延迟时间的增长呈正相关性.与此同时,当介质温度和饱和度增加时,水平位移放大系数则表现出下降的趋势;对于竖向位移放大系数,其变化模式与热通量相位延迟时间、介质温度和饱和度的增长呈正相关.然而,当热膨胀系数增加时,竖向位移放大系数呈现出减小的趋势;此外,热传导系数的增加对自由场地位移放大系数的影响不明显,表明热传导系数对场地位移放大系数的变化作用较小;在考虑地下水水位的影响时,热效应下随着地下水水位的升高,水平和竖向位移放大系数逐渐增大.相反,在等温条件下的位移放大系数均随之减小.

综合物探技术在盾构隧道基岩段的应用

为了查明盾构隧道基岩浅埋段各种不良地质作用的分布特征,通过采用高密度电阻率法、浅层地震折射波法、微动勘探法等综合物探技术,对隧道基岩埋深、断裂破碎带及孤石等异常地质状况进行探测及研究。综合比较三种物探手段,结合钻探、地质调查成果,对复合地层进行有效划分,并对盾构选型设计和施工措施提出针对性建议。

埋藏基岩断裂对地震波动影响的超声模拟研究

地球表层的地质构造对地震波动有不容忽视的影响，研究其规律，对于探查地壳结构乃至了解地球表层动力学特征具有重要意义。应用超声模拟方法，从基岩断裂对波传播和波场分布的影响以及基岩断裂倾向对地表地震动频率的影响三个方面研究了埋藏基岩断裂对地震波动的影响，揭示了一系列现象和规律。

长周期地震动的场地效应与大跨桥梁结构的动力响应分析

对长周期地震动作用下大跨桥梁结构的地震反应作了研究分析。首先,选用两条典型的基岩长周期地震波,进行频谱特性分析;然后,以基岩长周期地震波作为输入,对一场地土层进行了长周期地震反应分析,获得其地表面的地震动响应时程,并以此地震动时程作为输入,对某大跨度桥梁结构进行了动力响应分析。结果表明,长周期地震波作用下桥梁结构基底反力及主要截面内力的最大值均大于普通地震波作用下的结果,地震波行波输入对桥梁结构主要截面内力产生较大的影响。

基于反演基岩地震波的场地调整系数估计

基于KiK-net台阵中73个台站的一维土层模型和从不同地震中筛选的262条地表加速度记录,按照峰值加速度的分档标准和场地分类原则,将这些记录分成了28组。采用一维土层地震反应分析的等效线性化方法,反演计算了基岩输入加速度。通过分别计算各组基于有效峰值加速度EPA的场地放大倍数,并得到了各类场地的有效峰值加速度的调整系数Fa。结果表明:Ⅱ类场地的放大倍数和调整系数Fa最大,其次是Ⅲ类和Ⅰ类,Ⅳ类场地的最小。

场地类别分类方案研究

基于性能的抗震设计,要求工程师设计出具有预期抗震性能的结构,一个关键因素是地震作用的确定,这在很大程度上取决于局部场地条件。通过收集和分析北京、苏州和唐山城区956个钻孔资料,建立地表20 m和30 m深土层走时平均剪切波速VS20和VS30的关系式;现场钻探获取北京城区深105 m的典型钻孔原状土样,试验给出各类土体动剪切模量和阻尼比曲线;建立北京城区170个钻孔的场地反应计算模型,采用Nakamura提出的HVSR法和陈国兴等提出的弱震法估算场地基本周期TS值,结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些学者对场地分类的研究成果,提出两种新的场地分类建议方案:基于等效剪切波速VSE和覆盖土层厚度H(地表至剪切波速VS≥500 m/s的基岩深度)的双指标场地分类方案及基于VSE、H和TS的三指标场地分类方案。提出的场地分类方案对我国现行抗震规范场地分类方法的改进有参考价值。

横波勘探在基岩埋深调查中的应用

横波勘探法具有高频特性好,干扰波少,反射能量强的特点,因此可以有效探测第四纪松散层厚度,已经被广泛运用于工程勘查领域。用横波法对实际工程场地进行探测,经过有效的数据处理并进行解释。结果表明,被探测区域下部地层构造平稳,推断出基岩埋深,经钻孔验证,结论可靠,说明横波法能有效确定基岩埋深。

考虑土-结构相互作用的框架结构地震时程分析

为了研究一种有效和实用的土-结构相互作用分析方法,了解土-结构相互作用对上部结构地震反应的影响,采用SAP2000建立上部结构和相互作用体系模型,分别对两种体系进行地震时程分析.通过自由场分析,发现不同场地和不同地震波的加速度放大系数并不相同;得到考虑和不考虑相互作用的框架结构各层加速度时程曲线、各层位移曲线和各层层间剪力.考虑相互作用后,上部结构地震反应会有所不同,因此,考虑土-结构相互作用的地震反应分析方法是必要的.

地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响

地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明：1地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大,PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小;2地表加速度反应谱放大系数？谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大,且？谱谱值随输入地震动强度的增大而减小;对于中强地震的近场地震动作用,基岩面深度对周期小于1.0 s的？谱谱值的影响较大;而对于特大地震的远场地震动作用,基岩面深度对周期小于4.0 s的？谱谱值均有较大影响;3远场地震动作用时的？谱谱值明显大于近场地震动作用的？谱谱值;4取剪切波速不小于700m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。

桩-土-LNG储罐振动台试验与数值仿真分析

采用振动台试验与数值仿真两种方法对桩-土-LNG储罐的地震响应展开了分析,分析结果接近,实现了相互验证。研究结果表明:地震波沿土体和桩基的传播具有放大效应,土体会改变地震动的加速度峰值和频谱特性。在所选地震动作用下,软土层的场地放大效应更为明显,不同位置的桩基在各方向的加速度响应不同,中间位置桩基的加速度大于两侧桩,两侧桩基轴力方向相反,桩土储罐与刚性基础储罐的地震响应在波形和峰值上差异较大。基于上述研究结果,建议在研究LNG储罐的地震响应时考虑桩土对储罐的影响,并根据基础类型选择合理的地震动进行分析。

SH波入射下阶跃基岩覆盖土层场地地面运动特征分析

利用二维显式有限元场地地震反应分析程序,把不同频谱特性的地震动作为输入基岩的SH波,探讨了阶跃基岩覆盖土层场地地震动空间分布特征,重点研究了覆盖土层厚度和土层性状对场地地表加速度峰值和反应谱的影响。研究表明:对于阶跃基岩覆盖土层场地,覆盖土层厚度变化对相应区域地表地震反应有较为明显的影响,对土层厚度不变区域的地表地震反应影响不明显。土层性状对阶跃基岩覆盖土层场地地表的加速度峰值和反应谱均有重要的影响。软土和上软土下硬土组合土层场地地表的加速度峰值要比硬土场地地表上的大。软土场地中反应谱的峰值要比硬土场地中反应谱的峰值大,硬土场地反应谱峰值对应的周期较短,软土场地反应谱峰值对应的周期较长。土层性状对地震动反应谱的影响,主要体现在短周期分量上。

瑞雷面波折射层析及井间CT勘探在基岩地基勘察中的应用研究

各类浅层地震勘探技术常用于土质地层的工程勘察项目中,并取得了良好的应用效果。本文阐述选用瑞雷面波、折射层析、井间CT勘探相结合的方法,对杭州闸口白塔基岩地基进行探测,获取白塔地基的基岩结构以及纵、横波和瑞雷波速度值,并结合钻孔资料划分基岩风化层,评价地基的稳定性,利用探测所得到的地震波速度值估算地基的承载力。本文分析了上述方法在基岩地基勘察中的应用效果,为白塔进一步的保护罩工程提供科学依据。

浅层地震勘查在第四系分层及基岩调查中的应用

在第四系分层和基岩构造调查中,浅层地震勘探是主要的地球物理方法,包括横波反射、纵波反射和面波勘探等。根据探测目标深度的不同,选择合适的地震勘探方法是取得高品质地震勘探资料的关键。在南京查区、南通查区和云南查区分别采用横波反射和纵波反射方法,选取合适的震源,结合调查区的区域地质和钻孔资料,对勘探测线上的第四系分层和基岩构造进行分析和推断。

浅层地震勘探在垃圾坝检测中的应用

浅层地震勘探具有精确度高、勘探对象广、施工周期短、成本低等优点。为了查明垃圾坝坝体内隐伏空洞、液体侵蚀面及周围山体的基岩面等,采用瑞雷波法、折射波法两种浅层地震勘探手段,有效地完成了地质任务,并通过钻孔验证对比可知验证率较高、效果明显,可为垃圾坝体、公路等基础设施的质量检测、基岩面的划分等提供快速有效的方法指导。

浅层地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的应用

浅层地震P波折射法是高速公路勘察中常用的一种探测手段。结合高速公路路线工程勘察,列举该方法在查明基岩埋深、测定基岩波速中的运用,有助于查明低速带以及划分隧道围岩类别。

地震波反演与地下结构的动力响应分析

为获取软土场地的基岩地震波时程,该文利用波动法和等效线性化技术,通过自编地震波反演程序,以上海某软土场地为例,反演求得了六条基岩处的地震波时程,并进行了精度验证。在此基础上,以某地铁车站结构为工程背景,采用ANSYS程序建立土-结构相互作用体系分析模型,选取El-Centro地震波的反演基岩波作为输入,对软土场地中的地下结构进行了动力响应分析。结果表明:该文的软土场地地震波反演计算可获得较高精度的基岩地震波时程;对于不同类型的地震波,地面地震波峰值与基岩地震波峰值的比值有较大差异;与地上结构相比,地下结构虽然其水平位移反应值较大,但结构顶板与底板之间的水平向相对位移并不大。